空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究

在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。

空间计量与脉冲星导航

以脉冲星导航技术为背景,讨论了空间计量理论中时间测量的关键问题。首先介绍了脉冲星导航的基本原理,和不同坐标系之间的时间尺度转换,比较了不同坐标系时间轴度规对脉冲星的脉冲轮廓测量的影响,说明只有太阳系质心坐标时能够正确测量脉冲轮廓。进而介绍了空间计量提出的两种时间统一的模式:地球卫星导航模式和脉冲星导航模式。以脉冲星导航为例,讨论了基于SI秒绝对定义和太阳系质心坐标时的广域时间统一的方法,给出用航天器原时坐标轴伸缩法修正多普勒效应的公式。最后提出在大尺度广域时空中构建新的守时系统—太阳系质心守时系统的设计思路。

分布式卫星系统动态任务协同规划算法研究

分布式卫星系统的发展给任务规划带来挑战,传统的集中式任务规划方法越来越难以满足卫星数量多、任务动态、任务量大的需求,同时集中式的方法也存在鲁棒性不足的缺点.本文结合实际工程约束和应用需求,针对通信网络受限的条件,设计了一种基于贪婪算法与合同网协作的分布式卫星系统动态任务规划算法,并针对典型应用场景对算法的有效性进行了仿真验证和分析,结果表明该算法的任务完成度及通信需求都明显低于传统合同网算法,具有较高的工程实用价值.

低功率激光无线能量传输的初步研究

本文构建了一种分布式激光输能系统,该系统采用半导体激光器发射激光,经透镜调节后,照射到远处的太阳能电池上转换为直流电能。利用该系统,实验研究了在发射端与接收端距离10 m的情况下,三种波长的激光单独输能及相同和不同波长激光混合输能时的系统的光电能量转换效率,并对150 m输能距离的激光输能进行了初步实验探索。同时本文研究分析了该系统的设计和激光在传输过程中的功率损耗等问题。

天基对地观测系统效能评估初探

针对亟需解决的对地观测系统顶层设计与合理规划问题,建立了效能分析层次化指标体系,采用层次分析法(AHP)设计指标权重;给出了定量、定性评估指标属性值的获取及量纲为1的归一化方式;构建了基于模糊综合法(FCE)的系统效能计算模型,基于隶属度函数法、专家打分法分别计算定量指标、定性指标的单因素模糊评估向量;最终提出基于AHP-FCE方法的多层级系统效能综合评估整体流程,并通过数值算例验证了方法的有效性。

具有同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量

常用的非合作目标航天器姿态测量技术往往借助于单目视觉进行迭代或双目视觉进行三维重建,该类方法在特征匹配过程中会产生误差,且实时性和准确性较差。针对上述问题,根据空间非合作飞行器的星箭对接环和发动机喷嘴具有空间平行但不共面的位置关系,开展了基于同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量模型的研究。通过改进双目视觉测量模型,完善了模型的角度适应性问题,提高了模型的适用性。仿真结果显示该算法在超近距离的姿态测量精度优于0.5°。

交互式感知遥操作在轨服务的展望

以交互式感知空间遥操作在空间在轨服务上的应用为背景,首先阐述了当前国内外交互式遥操作机器人在航天技术上的工程案例,探究交互式感知空间遥操作机器人的主要技术组成及核心难点与当前主流技术方法与研究进展,讨论了开展交互式感知遥操作研究的必要性和急迫性,在此基础上展望了交互式感知遥操作在轨服务中的应用,讨论了今后的研究方向,提出了视觉反馈+力反馈+局部自主智能+辅助装配+路径规划+机械臂运动规划的技术路线。

弘扬新时代航天精神 走航天强国新长征路

习近平总书记指出"探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦",党的十九大吹响了建设航天强国的新号角。在新时代继续弘扬"自力更生、自主创新"鲜明红色基因的航天精神,对加快推动我国由航天大国向航天强国迈进具有重大意义。

月壤蓄热块增材制造中的热流固数值模拟

未来月球探索中,月壤原位3D打印的致密蓄热块是实现原位能源利用的重要途径。月壤中难熔固体颗粒会影响月壤的烧蚀融合,造成空隙缺陷,降低蓄热块的蓄热性能。采用三组分(固-液-气)固液相变的格子Boltzmann模型,研究了熔滴在固体颗粒上的沉积与凝固行为。模拟结果表明:颗粒在与熔滴接触后随即附着在熔滴表面,液滴周围的颗粒阻碍了液滴底部空气的排出,造成了不规则的三相接触线和不均匀的温度分布与热流密度分布,最终导致空隙的产生。为了实现致密蓄热块的原位3D打印,需要对月壤进行筛选与提纯的预处理,避免月壤中因固体颗粒造成的空隙缺陷。